JPH1089649A - 流動層ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない設置面積でコンパクトに設備を構成す
ることができ、全体の燃焼効率を向上させて、しかも低
運転コストで高熱効率の操業を行うことのできる流動層
ボイラを提供する。 【解決手段】 流動層の上部に配置され、流動化媒体及
び／又は未燃焼物からなる固体粒子の該流動層からの浮
上を抑制する傾斜壁１３と、傾斜壁１３の上部に続く燃
焼排ガス通路に配置され、燃焼排ガスから固体粒子を分
離する粒子捕集スクリーン１６と、分離された固体粒子
を貯留して流動層部２３を形成すると共に固体粒子を燃
焼室１１の流動層に供給する粒子循環装置２２とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般廃棄物、産業
廃棄物等を焼却処理し、あるいは石炭を燃焼させて、そ
の発生熱量を回収するための流動層ボイラに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５を基にして、従来例の循環流動層ボ
イラ６０について説明する。循環流動層ボイラ６０は、
底部から吹き込まれる空気によって砂粒及び燃料を流動
化させて燃焼させるための燃焼室６１と、燃焼室６１で
発生する燃焼排ガス中の固体粒子を遠心力を作用させて
分離するためのホットサイクロン６２と、該ホットサイ
クロン６２の下部に設けられ分離された固体粒子を捕集
して前記燃焼室６１に循環供給させるためのニューマチ
ックバルブ６３と、ホットサイクロン６２から排出され
る固体粒子の排除された燃焼ガスと熱交換させるための
過熱器６４、節炭器６５、及び空気予熱器６６を有する
熱交換装置６７とを備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記循
環流動層ボイラ６０では以下の〜に示すような問題
点があった。 前記燃焼排ガス中の粒径の大きい固体粒子を分離する
ためには、大口径となるホットサイクロン６２が必要で
ある。このため、循環流動層ボイラ６０の設置面積が大
きくなりコンパクトに設備を構成することが困難であ
る。 燃焼室６１における燃焼排ガス中の固体粒子の滞留時
間を長く取れないために、燃焼室６１から排出される固
体粒子の量が多く、燃焼効率が低くなる。 ホットサイクロン６２による分離操作には燃焼排ガス
を高速で旋回運動させることが必要である。このため、
設備の稼働に要する運転コストが高くなる。 燃焼室６１、及びホットサイクロン６２が分離構成さ
れているので、全体的な熱放散面積が大きくなり、熱効
率を高く維持することが困難である。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、少ない設置面積でコンパクトに設備を構成する
ことができ、全体の燃焼効率を向上させて、しかも低運
転コストで高熱効率の操業を行うことのできる流動層ボ
イラを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の流動層ボイラは、砂粒等の流動化媒体を保持する
燃焼室にプラスチック廃棄物、石炭等の燃料を投入し、
該燃焼室の底部から空気を送入して前記燃料と前記流動
化媒体からなる流動層を形成させると共に、該燃料を燃
焼させて燃焼排ガスを発生させる流動層ボイラにおい
て、前記流動層の上部に配置され、前記流動化媒体及び
／又は未燃焼物からなる固体粒子の該流動層からの浮上
を抑制する傾斜壁と、該傾斜壁の上部に続く燃焼排ガス
通路に配置され、前記燃焼排ガスから前記固体粒子を分
離する粒子捕集スクリーンと、分離された前記固体粒子
を貯留して流動層部を形成すると共に、該固体粒子を前
記燃焼室の流動層に供給する粒子循環装置とを有する。

【０００６】請求項２記載の流動層ボイラは、請求項１
記載の流動層ボイラにおいて、前記粒子捕集スクリーン
が、結束された複数の水管の周囲に耐火物をライニング
して粒子衝突部材を作成し、複数の該粒子衝突部材を互
いに間隔を有して配設して、該間隔を燃焼排ガス流路と
した分離装置である。請求項３記載の流動層ボイラは、
請求項１又は２記載の流動層ボイラにおいて、前記粒子
循環装置には、前記固体粒子からなる流動層を多孔盤上
に形成させる流動層部と、前記粒子捕集スクリーン側の
通路と燃焼室側の通路を区画する前記流動層部の上部に
設けられた仕切り板とを有する。請求項４記載の流動層
ボイラは、請求項１〜３のいずれか１項に記載の流動層
ボイラにおいて、前記燃焼室、前記粒子捕集スクリー
ン、及び前記粒子循環装置を一体に構成して、設置面
積、及び放熱面積を減少させる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態に係る
流動層ボイラ１０は、図１に示すように底部から吹き込
まれる空気によって流動化媒体及び燃料を流動化させて
燃焼させるための燃焼室１１と、該燃焼室１１の中間部
に傾斜して配置された傾斜壁１３に沿って上昇排出され
る燃焼排ガスが導入され該燃焼排ガス中の固体粒子を分
離するための粒子捕集スクリーン１６と、該粒子捕集ス
クリーン１６の下部に設けられ分離された固体粒子を捕
集して燃焼室１１に循環供給させるためのガスシール機
構を備えた粒子循環装置２２と、粒子捕集スクリーン１
６を通過して排出される燃焼排ガスの過熱器２８、節炭
器２９、空気予熱器３０等を有する熱交換装置２７とを
備えている。以下、前記各装置の構成について詳しく説
明する。

【０００８】燃焼室１１は、その周壁の一部又は全部を
水冷壁によって構成された、投入される燃料を燃焼させ
るための略直方体型の装置であり、該水冷壁は冷却水の
流れる水管とその周囲に配置された耐火物ライニングに
より構成されている。燃焼室１１の底部には、燃焼室１
１の側部に配置された燃料供給口１４を介して投入され
る燃料、及び予め装入される砂粒を保持するための多孔
盤１２が配置されており、該多孔盤１２の下部から吹き
込まれる空気の流れにより前記燃料と砂粒からなる流動
層が形成されるようになっている。燃焼室１１の中間部
には、下部から上部に向かってその水平断面積が縮小す
るように構成された傾斜壁１３が配置されている。従っ
て、多孔盤１２の下部から空気を送入することにより、
多孔盤１２の上部に流動層が形成され、図示しない起動
用のバーナ等により流動層を加熱し、前記燃料を流動層
内で燃焼させることができる。また、燃焼排ガス中の未
燃焼成分及び／又は砂粒等の固定粒子の上昇運動が前記
傾斜壁１３により妨げられるので、燃焼室１１内に固体
粒子の上昇及び下降の循環運動が助長されて滞留時間を
長くして、より効率的な燃焼を行わせることができる。

【０００９】粒子捕集スクリーン１６は、例えば以下の
ように構成される。図４に示すように、まず３本の冷却
用の水管１７をフィン材１８を介して結束し、各水管１
７の垂直方向断面が山型又はくの字型となるように配置
する。次に、前記水管１７の周囲を耐摩耗性の高い耐火
キャスタブル１９でライニングして、粒子衝突部材２０
を形成する。そして、多数の該粒子衝突部材２０を互い
に間隔を有して、例えば千鳥足状となるように配置し
て、該粒子衝突部材２０の間隔に燃焼排ガス流路２１を
形成して、粒子捕集スクリーン１６とする。このため、
前記粒子捕集スクリーン１６の下部から上部に向けて燃
焼排ガスが流れると、前記粒子衝突部材２０に燃焼排ガ
ス中の固体粒子が衝突し、あるいは燃焼排ガスが前記粒
子衝突部材２０間の空隙である燃焼排ガス流路２１を通
過する間に速度を失って、粒子捕集スクリーン１６を通
過することなく落下して、燃焼排ガス中の固体粒子が除
去されるようになっている。

【００１０】粒子循環装置２２は、多孔盤２６上に固体
粒子の流動層からなる流動層部２３を形成して、該流動
層部２３の上部に配置された仕切り板２４によって、粒
子捕集スクリーン１６側の流動層部２３ａと、燃焼室１
１に接続する粒子循環供給管２５側の流動層部２３ｂと
を分離して構成された流動層装置である。前記粒子循環
装置２２の下部に配置された多孔盤２６の下から空気を
送入することにより、多孔盤２６上に貯留される固体粒
子の流動層を形成させることができる。従って、前記粒
子捕集スクリーン１６によって除去された燃焼排ガス中
の固体粒子が粒子捕集スクリーン１６側の通路に落下し
て蓄積されると、前記仕切り板２４の下部の流動層部２
３ａを経由して、固体粒子が粒子循環供給管２５側の流
動層部２３ｂに移動することができる。一方、粒子捕集
スクリーン１６側から粒子循環供給管２５側への燃焼排
ガスの移動は、前記流動層の形成により阻止され、この
ようなガスシール機構を介して、粒子捕集スクリーン１
６で捕集された固体粒子の燃焼室１１への循環供給が行
われるようになっている。

【００１１】燃焼排ガスの熱交換装置２７は、発生蒸気
を所定温度に過熱するための過熱器２８、ボイラ給水を
予熱するための節炭器２９、及び燃焼用空気を予熱する
ための空気予熱器３０を備えている。なお、熱交換後の
燃焼排ガスは図示しない集塵機、煙突等の排ガス処理設
備に送られると共に、燃焼排ガス中になお残存する固体
粒子の一部が熱交換装置２７の下部に設けられたホッパ
ー３１に貯留される。そして、必要に応じて前記ホッパ
ー３１に貯留された固体粒子を燃焼室１１に戻すことも
可能である。

【００１２】続いて、前記説明した流動層ボイラ１０の
操作方法について説明する。まず、流動媒体の一例であ
る粒径が１〜５ｍｍの砂粒を燃焼室１１の多孔盤１２上
に配置し、次に図示しない起動用のバーナの燃焼ガスを
燃焼室１１内に導入して燃焼室１１内を加熱すると共
に、多孔盤１２の下部から空気を供給して、個々の砂粒
を空気によって浮上流動させる流動層を形成させる。そ
して、燃料供給口１４から燃料の一例である必要な粒度
に粉砕されたプラスチック等の廃棄物を燃焼室１１内に
投入する。この廃棄物は砂粒と攪拌流動され、供給され
る空気中の酸素により燃焼して、燃焼室１１内の温度は
約８５０℃に維持される。そして、未燃焼の固体粒子あ
るいは比較的粒径の小さい砂粒からなる固体粒子が燃焼
排ガスと共に燃焼室１１内を上昇するが、燃焼室１１上
部に設けられた傾斜壁１３に沿って移動する際に、傾斜
壁１３との衝突あるいは速度の変化によって、その上昇
運動が抑制され、前記固体粒子の一部は流動層に下降す
る。このようにして固体粒子の上昇運動と下降運動とが
繰り返されることにより、燃料がガス化され、その燃焼
効率を向上させることができる。

【００１３】一方、傾斜壁１３を経由して排出される燃
焼排ガスは燃焼室１１上部の連通管１５を通って、粒子
捕集スクリーン１６に送入され、固体粒子が粒子衝突部
材２０と衝突し、あるいは速度の変化により、該固体粒
子が粒子衝突部材２０の下方に移動して除去される。そ
して、固体粒子は粒子捕集スクリーン１６の下部に配置
された粒子循環装置２２に導入される。ここでは、多孔
盤２６上に形成される流動層によって、燃焼排ガスのガ
スシールがなされると共に、粒子捕集スクリーン１６と
の衝突等により速度を失った固体粒子が流動層部２３に
落下し、貯留保持される。粒子循環装置２２では、仕切
り板２４によって分離された各流動層間の圧力、即ち流
動層の深さ（ヘッド）が等しくなるように維持されるの
で、固体粒子の蓄積量が増えて、粒子循環供給管２５側
の流動層の深さが粒子循環供給管２５への開口部の位置
を越えると、その過剰分の固体粒子が粒子循環供給管２
５から燃焼室１１に排出される。このようにして、燃焼
排ガス中の固体粒子が燃焼室１１→粒子捕集スクリーン
１６→粒子循環装置２２→燃焼室１１へと巡る固体粒子
のサイクルを生じさせることにより、固体粒子の無駄な
散逸を防止して、燃料の燃焼効率が高められる。

【００１４】一方、粒子捕集スクリーン１６を通過した
燃焼排ガスは、熱交換装置２７を経由して排ガス処理設
備に送入される。この熱交換装置２７では、過熱器２
８、節炭器２９、及び空気予熱器３０等を介して燃焼排
ガスの熱回収等が行われる。ここで燃焼排ガスの温度
は、熱交換装置２７の前後で約７５０℃から約１５０℃
に低下して、この間で回収された燃焼排ガスの熱量を有
効に利用できる。

【００１５】続いて、本発明の第２の実施の形態に係る
流動層ボイラについて説明する。図２に示すように流動
層ボイラ４０は、底部から吹き込まれる空気によって砂
粒及び燃料を流動化させて燃焼させるための燃焼室４１
と、該燃焼室４１の中間部に傾斜して配置された傾斜壁
４２、及び傾斜壁４２に続く隔壁４３に沿って上昇する
燃焼排ガスが燃焼室４１上部の開口部４４を通って導入
される該燃焼排ガス中の固体粒子を分離するための粒子
捕集スクリーン１６と、該粒子捕集スクリーン１６の下
部に設けられ分離された固体粒子を捕集して燃焼室４１
に循環供給させるためのガスシール機構を備えた粒子循
環装置２２と、粒子捕集スクリーン１６を通過して排出
される燃焼排ガスの過熱器２８、節炭器２９、空気予熱
器３０を有する熱交換装置２７とを備えていると共に、
前記燃焼室４１、粒子捕集スクリーン１６、及び粒子循
環装置２２とが傾斜壁４２を兼ねる隔壁４３を介して一
体にまとめられた燃焼装置である。なお、前記粒子捕集
スクリーン１６、粒子循環装置２２、熱交換装置２７の
個々の機能及び構成は前述の第１の実施の形態で示した
ものと同様であるので、これらについては同一の符号を
付して、その詳しい説明を省略する。

【００１６】燃焼室４１は、その周壁の一部又は全部を
水冷壁によって構成された、投入される燃料を燃焼させ
るための略直方体型の装置であり、該水冷壁は冷却水の
流れる水管とその周囲に配置された耐火物ライニングに
より構成されている。燃焼室４１の底部には、燃焼室４
１の側部に配置された燃料供給口４５を介して投入され
る燃料、及び予め装入される砂粒を保持するための多孔
盤４６が配置されており、多孔盤４６の下部から吹き込
まれる空気の流れにより前記燃料と砂粒からなる流動層
が形成されるようになっている。多孔盤４６の上部に
は、下部から上部に向かってその水平断面積が縮小する
ように構成された傾斜壁４２とそれに続く隔壁４３が配
置されている。そして、傾斜壁４２及び隔壁４３によっ
て、多孔盤４６から上昇する燃焼排ガスの流路と燃焼室
４１上部の開口部４４を通って下降する燃焼排ガスの流
路とが分離されるようになっている。従って、多孔盤４
６の下部から空気を送入することにより、多孔盤４６の
上部に流動層が形成され、図示しない起動用のバーナ等
により流動層を加熱し、前記燃料を流動層内で燃焼させ
ることができる。また、燃焼排ガス中の未燃焼成分ある
いは砂粒等の固定粒子の上昇運動が前記傾斜壁４２によ
り妨げられるので、燃焼室４１内に固体粒子の上昇及び
下降の循環運動が助長されて滞留時間を長くして、より
効率的な燃焼を行わせることができる。

【００１７】次に、前記流動層ボイラ４０の操作方法に
ついて説明する。まず、流動化媒体の一例である珪砂を
主体とする粒径が１〜５ｍｍの砂粒を燃焼室４１の多孔
盤４６上に配置し、次に図示しない起動用のバーナから
燃焼ガスを燃焼室４１内に導入して燃焼室４１内を加熱
すると共に、多孔盤４６の下部から空気を供給して、個
々の砂粒が空気によって浮上流動する流動層を形成させ
る。そして、燃料供給口４５から燃料の一例である予め
必要な粒度に粉砕されたプラスチック廃棄物を燃焼室４
１内に投入する。このプラスチック廃棄物は砂粒と共に
攪拌流動され、供給される空気中の酸素により燃焼し
て、燃焼室４１内の温度は約８５０℃に維持される。未
燃焼の固体粒子あるいは比較的粒径の小さい砂粒からな
る固体粒子が燃焼排ガスと共に燃焼室４１内を上昇す
る。ここで、燃焼室４１の中間部に設けられた傾斜壁４
２に沿って移動する際に、傾斜壁４２との衝突あるいは
速度の変化によって、その上昇運動が抑制され、前記固
体粒子の一部は流動層に落下する。このように、固体粒
子の上昇運動と下降運動とが繰り返されることにより、
燃料がガス化され、その燃焼効率を向上させることがで
きる。一方、傾斜壁４２に続く隔壁４３に沿って上昇し
た燃焼排ガスは燃焼室４１上部の開口部４４から隔壁４
３の裏面側に形成される下降流路を通って、粒子捕集ス
クリーン１６に送入され、固体粒子が粒子衝突部材２０
と衝突し、あるいは速度の変化により、燃焼排ガス中に
残存する砂粒を主体とする固体粒子が分離され、該固体
粒子は粒子衝突部材２０の下方に落下する。

【００１８】そして、固体粒子を含む燃焼排ガスは粒子
捕集スクリーン１６の下部に配置された粒子循環装置２
２に送入される。ここでは、多孔盤２６上に形成される
流動層によって、燃焼排ガスのガスシールがなされてお
り、粒子捕集スクリーン１６との衝突等により速度を失
った固体粒子が流動層中に落下し、貯留保持される。そ
して、粒子循環装置２２では、仕切り板２４によって分
離された各流動層の流動層の深さ（ヘッド）が等しくな
るように維持されるので、固体粒子の蓄積量が増えて、
粒子循環供給管２５ａ側の流動層の深さが粒子循環供給
管２５ａの開口部の位置を越えると、その超過分の固体
粒子が粒子循環供給管２５ａから燃焼室４１に移動す
る。一方、粒子捕集スクリーン１６を通過した燃焼排ガ
スは、熱交換装置２７を経由して、廃ガス排出設備に送
入され、燃焼排ガスの熱回収等が行われるようになって
おり、燃焼排ガスの熱量を有効に利用することができ
る。このように燃焼排ガス中の固体粒子の循環流路を形
成して、燃料の燃焼効率の向上を図ると共に、燃焼室４
１、粒子捕集スクリーン１６、及び粒子循環装置２２を
一体に構成することによって、熱の放散面積を減少させ
て設備内における燃焼熱の散逸を最少限度に抑制して、
熱効率の高い操業を行うことができる。また、設備自体
をコンパクトに構成することができるので、流動層ボイ
ラ４０の小型化が可能となり、設備費用等を節減でき
る。

【００１９】続いて、本発明の第３の実施の形態に係る
流動層ボイラ５０について説明する。図３に示すように
流動層ボイラ５０は、底部から吹き込まれる空気によっ
て砂粒及び燃料を流動化させて燃焼させるための燃焼室
５１と、該燃焼室５１の中間部に傾斜して配置された傾
斜壁４２、及び隔壁４３に沿って上昇し排出される燃焼
排ガスから固体粒子を分離する粒子捕集スクリーン１６
と、該粒子捕集スクリーン１６の下部に設けられ分離さ
れた固体粒子を捕集して燃焼室５１に循環供給させるた
めのガスシール機構を備えた粒子循環装置２２と、粒子
捕集スクリーン１６の上部に設けられ該粒子捕集スクリ
ーン１６を通過する燃焼排ガスの熱により蒸気を過熱す
る過熱器５２と、該過熱器５２からの燃焼排ガスからさ
らに熱を取り出すための縦型及び水平型の蒸発器５３、
５４と、蒸発器５３、５４の下部に設けられた残存する
固体粒子を貯留するためのホッパー５５と、気水ドラム
５６とを備えている。流動層ボイラ５０は前記燃焼室５
１、粒子捕集スクリーン１６、及び粒子循環装置２２と
が傾斜壁４２と隔壁４３を介して一体にまとめられ、し
かも過熱器５２、蒸発器５３、５４、及びホッパー５５
とが一体に付加された燃焼装置である。なお、前記過熱
器５２、蒸発器５３、５４、ホッパー５５、気水ドラム
５６以外の装置の機能及び構成は前述の第２の実施の形
態で示したものと同様であるので、これらについては同
一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。

【００２０】前記過熱器５２、蒸発器５３、５４は燃焼
排ガスを蒸気、水等の熱媒体と接触させて、熱交換させ
る装置であり、必要に応じて水を混合することができ
る。気水ドラム５６は、蒸発器５３、５４から発生する
蒸気を集め、気水分離するための装置であり、気水ドラ
ム５６から過熱器５２へ蒸気を送り出すようになってい
る。なお、気水ドラム５６の下部が縦型の蒸発器５３に
連結されており、図示しない蒸気供給孔を介して蒸発器
５３で発生する蒸気が気水ドラム５６に供給されると共
に、気水ドラム５６と水平型の蒸発器５４とはそれぞれ
図示しない配管等を介して接続されており、蒸発器５４
で得られた蒸気が気水ドラム５６に供給される。また、
気水ドラム５６には図示しない水供給口が配置されてお
り、ここから水が供給されるようになっている。ホッパ
ー５５の下部にはロックホッパー５７が配置されてい
る。ロックホッパー５７の上部側、及び下部側にはホッ
パー５５から供給される固体粒子の供給弁５８、及び排
出弁５９が取付られ、ホッパー５５に固体粒子の所定量
が蓄積されたときに、必要な量の固体粒子をロックホッ
パー５７に送入して貯留することができる。そして、貯
留された固体粒子を圧縮空気を用いて空気輸送して、燃
焼室５１の側壁に設けられた固体粒子供給口５９ａを介
して燃焼室５１に供給できるようになっている。

【００２１】次に、前記流動層ボイラ５０の操作方法に
ついて説明する。まず、珪砂を主体とする粒径が１〜５
ｍｍの砂粒を燃焼室５１の多孔盤４６上に配置し、次に
図示しない起動用のバーナから燃焼ガスを燃焼室５１内
に導入して加熱すると共に、多孔盤４６の下部から空気
を供給して、個々の砂粒が空気によって浮上流動する流
動層を形成させる。そして、燃料供給口４５から燃料の
一例である所定粒度に粉砕したプラスチック廃棄物を燃
焼室５１内に所定の供給速度で連続的に投入する。この
プラスチック廃棄物は砂粒と共に攪拌流動され、供給さ
れる空気中の酸素により燃焼して、燃焼室５１内の温度
が所定の温度、例えば８５０℃に維持される。未燃焼の
固体粒子あるいは比較的粒径の小さい砂粒からなる固体
粒子が燃焼排ガスと共に燃焼室５１内を上昇するが、燃
焼室５１の中間部に設けられた傾斜壁４２に沿って移動
する際に、傾斜壁４２との衝突あるいは速度の変化によ
って、その上昇運動が抑制され、前記固体粒子の一部は
多孔盤４６上の流動層に落下する。

【００２２】一方、傾斜壁４２に続く隔壁４３に沿って
上昇した燃焼排ガスは燃焼室５１上部の開口部４４を経
由して隔壁４３の裏面側の下降流路を通って、粒子捕集
スクリーン１６に送入される。ここで、燃焼排ガス中の
固体粒子が粒子衝突部材２０と衝突して、あるいは速度
の変化により、燃焼排ガス中に残存する砂粒を主体とす
る固体粒子が分離される。そして、固体粒子は粒子捕集
スクリーン１６の下部に配置された粒子循環装置２２に
導入される。ここでは、粒子捕集スクリーン１６との衝
突等により速度を失った固体粒子が流動層部２３に落下
し、貯留保持され、過剰量の固体粒子が燃焼室５１にリ
サイクルされるようになっている。一方、粒子捕集スク
リーン１６を通過した燃焼排ガスは、粒子捕集スクリー
ン１６上部の過熱器５２により冷却されて、蒸気を過熱
すると共に、流動層ボイラ５０の上部を経由して蒸発器
５３に供給される。該蒸発器５３では、燃焼排ガスの熱
により蒸気を発生させると共に、蒸発器５３の下部のホ
ッパー５５の部分で燃焼排ガスの流れが反転して、燃焼
排ガスに残存する固体粒子がここで落下分離して、ホッ
パー５５の底に蓄積される。ホッパー５５上で反転上昇
する燃焼排ガスはさらに蒸発器５４を経由して外部に排
出され、必要に応じて外部の図示しない排ガス処理設備
に送られ処理される。このように、流動層ボイラ５０で
は、燃焼排ガス中の固体粒子の循環流路を形成して、燃
料の燃焼効率の向上を図ると共に、燃焼室５１、粒子捕
集スクリーン１６、粒子循環装置２２、過熱器５２、蒸
発器５３、５４等を含めて装置が一体に構成されている
ので、燃焼排ガスの熱量が無駄に放出されることなく有
効に利用される。

【００２３】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、本実施の形態においては、プラス
チック廃棄物を燃料として使用する場合について述べた
が、プラスチック以外の可燃物あるいは一部不燃物を含
む産業廃棄物、廃棄物と石炭との混合物等を本発明の燃
料として適用することも可能である。また、傾斜壁を燃
焼室の中間部に多段あるいは複数配置して構成される流
動層ボイラも本発明の適用範囲に該当するものである。

【００２４】

【発明の効果】請求項１〜４記載の流動層ボイラにおい
ては、固体粒子の浮上を抑制する傾斜壁が流動層の上部
に設けられているので、流動層から浮上離脱する流動化
媒体及び／又は未燃焼物の一部を燃焼室の下部に移動さ
せる下降流が形成され、このように上昇、及び下降する
循環流により滞留時間を確保して燃料の燃焼効率を向上
させることができる。そして、前記傾斜壁の上部に続く
燃焼排ガス通路には燃焼排ガスから前記固体粒子を分離
する粒子捕集スクリーンが設けられているので、円筒型
であるホットサイクロンを用いる粒子の分離装置を用い
る場合に較べて、少ない設置面積で全体の装置を構成す
ることができる。次に、分離された前記固体粒子を貯留
して流動層部を形成すると共に、該固体粒子を前記流動
層に供給する粒子循環装置を有するので、流動層内にお
ける燃焼を継続して行わせることができる。

【００２５】特に、請求項２記載の流動層ボイラにおい
ては、粒子捕集スクリーンが、結束された複数の水管の
周囲に耐火物をライニングして粒子衝突部材を作成し、
複数の該粒子衝突部材を互いに間隔を有して配設して、
該間隔を燃焼排ガス流路としたので、比較的粒子除去効
率の高い操業を行うことができる。また、請求項３記載
の流動層ボイラにおいては、粒子循環装置に形成される
流動層部の上部に仕切り板が設けられているので、該仕
切り板によって粒子捕集スクリーン側と燃焼室側の間の
ガスシールがなされると共に、該流動層部の下部を経由
して、前記固体粒子捕集スクリーン側に蓄積される固体
粒子を前記燃焼室側の該流動層部に移動させることがで
きる。従って、燃焼排ガスを燃焼室側から粒子補修スク
リーン側に漏洩させることなく、固体粒子のみを燃焼室
に効率的にリサイクルさせることができ、定常的な燃焼
状態を維持することができる。請求項４記載の流動層ボ
イラにおいては、燃焼室、粒子捕集スクリーン、及び粒
子循環装置を一体に構成して、設置面積、及び放熱面積
を減少させるので、外部への放散熱量が少なく、熱利用
効率の高い流動層ボイラをコンパクトに構成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施
の形態に係る流動層ボイラの側断面図、及びその上部か
ら見た一部平断面図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施
の形態に係る流動層ボイラの側断面図、及びその上部か
ら見た一部平断面図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る流動層ボイラ
の側断面図である。

【図４】粒子捕集スクリーンの斜視図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）は従来例における循環流動層ボ
イラの説明図である。

【符号の説明】

１０ 流動層ボイラ １１ 燃焼室 １２ 多孔盤 １３ 傾斜壁 １４ 燃料供給口 １５ 連通管 １６ 粒子捕集スクリーン １７ 水管 １８ フィン材 １９ 耐火キャ
スタブル ２０ 粒子衝突部材 ２１ 燃焼排ガ
ス流路 ２２ 粒子循環装置 ２３ 流動層部 ２３ａ 流動層部 ２３ｂ 流動層
部 ２４ 仕切り板 ２５ 粒子循環
供給管 ２５ａ 粒子循環供給管 ２６ 多孔盤 ２７ 熱交換装置 ２８ 過熱器 ２９ 節炭器 ３０ 空気予熱
器 ３１ ホッパー ４０ 流動層ボ
イラ ４１ 燃焼室 ４２ 傾斜壁 ４３ 隔壁 ４４ 開口部 ４５ 燃料供給口 ４６ 多孔盤 ５０ 流動層ボイラ ５１ 燃焼室 ５２ 過熱器 ５３ 蒸発器
（縦型） ５４ 蒸発器（水平型） ５５ ホッパー ５６ 気水ドラム ５７ ロックホ
ッパー ５８ 供給弁 ５９ 排出弁 ５９ａ 固体粒子供給口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砂粒等の流動化媒体を保持する燃焼室に
   プラスチック廃棄物、石炭等の燃料を投入し、該燃焼室
   の底部から空気を送入して前記燃料と前記流動化媒体か
   らなる流動層を形成させると共に、該燃料を燃焼させて
   燃焼排ガスを発生させる流動層ボイラにおいて、 前記流動層の上部に配置され、前記流動化媒体及び／又
   は未燃焼物からなる固体粒子の該流動層からの浮上を抑
   制する傾斜壁と、 該傾斜壁の上部に続く燃焼排ガス通路に配置され、前記
   燃焼排ガスから前記固体粒子を分離する粒子捕集スクリ
   ーンと、 分離された前記固体粒子を貯留して流動層部を形成する
   と共に、該固体粒子を前記燃焼室の流動層に供給する粒
   子循環装置とを有することを特徴とする流動層ボイラ。
2. 【請求項２】 前記粒子捕集スクリーンが、結束された
   複数の水管の周囲に耐火物をライニングして粒子衝突部
   材を作成し、複数の該粒子衝突部材を互いに間隔を有し
   て配設して、該間隔を燃焼排ガス流路とした分離装置で
   あることを特徴とする請求項１記載の流動層ボイラ。
3. 【請求項３】 前記粒子循環装置には、前記固体粒子か
   らなる流動層を多孔盤上に形成させる流動層部と、前記
   粒子捕集スクリーン側の通路と燃焼室側の通路を区画す
   る前記流動層部の上部に設けられた仕切り板とを有する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の流動層ボイラ。
4. 【請求項４】 前記燃焼室、前記粒子捕集スクリーン、
   及び前記粒子循環装置を一体に構成して、設置面積、及
   び放熱面積を減少させたことを特徴とする請求項１〜３
   のいずれか１項に記載の流動層ボイラ。